Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Implementation of technology for high-performance milling of aluminum alloys using innovative tools and tooling

Ostrowski Robert, Szpunar Marcin, Myśliwiec Piotr, Zwolak Marek, Bujny Marek

Advances in Mechanical and Materials Engineering

|

2024

|

Vol. 41, nr 1

89-101

EN

The research described in the concerns the development and implementation of new clamping technologies used in machining, particularly for thin-walled structural components of aircraft and helicopters. Among other things, the performance of the Schunk Vero-S Aviation clamping system in machining landing gear beams from 7075 T6 aluminum alloy was analyzed, resulting in significant increases in production efficiency and improvements in the geometric quality of machined parts. During experimental research and implementation testing, special chucks were used on the Schunk Vero-S Aviation system for machining the chassis beam. The results showed an improvement in the quality and accuracy of machined parts compared to traditional clamping methods. Increased production efficiency by minimizing scrap and significantly better surface quality and geometric properties compared to conventional clamping. These studies were conducted as part of a project by Ultratech Sp. z o.o. which was implementing a project co-financed by European Funds "Development and implementation of an innovative clamping method for milling processing of thin-walled structural elements of helicopters and airplanes".

PL

Badania opisane w artykule dotyczą rozwoju i wdrażania nowych technologii mocowania stosowanych w obróbce skrawaniem, szczególnie w przypadku cienkościennych elementów konstrukcyjnych samolotów i śmigłowców. Przeanalizowano m.in. wydajność systemu mocowania Schunk Vero-S Aviation w obróbce belek podwozia ze stopu aluminium 7075 T6, co umożliwiło w znacznym stopniu wzrost wydajności produkcji i poprawą jakości geometrycznej obrabianych części. Podczas badań eksperymentalnych i testów wdrożeniowych zastosowano specjalne uchwyty w systemie Schunk Vero-S Aviation do obróbki belki podwozia. Wyniki wykazały poprawę jakości i dokładności obrabianych części w porównaniu z tradycyjnymi metodami mocowania. Zwiększona wydajność produkcji poprzez zminimalizowanie ilości odpadów w postaci braków i znacznie lepszą jakość powierzchni po frezowaniu, oraz właściwości geometryczne w porównaniu do konwencjonalnego mocowania za pomocą zacisków czy imadeł. Badania te zostały przeprowadzone w ramach projektu przez firmę Ultratech Sp. z o.o., która realizowała projekt dofinansowany z Funduszy Europejskich "Opracowanie i wdrożenie innowacyjnej metody mocowania do obróbki frezarskiej cienkościennych elementów konstrukcyjnych helikopterów i samolotów".

2

Effect of floating-plug drawing process parameters on surface finish of inner and outer surfaces of AISI 321 stainless steel thin-walled tubes

Żaba Krzysztof, Szpunar Marcin

Advances in Mechanical and Materials Engineering

|

2024

|

Vol. 41, nr 1

27-37

EN

This article presents the results of the analysis of changes in the surface topography of AISI 321 (1.4541) thin-walled stainless steel tubes in single-pass Floating-Plug Drawing (FPD) process. Experimental tests were carried out with variable drawing speed (1, 2, 3, 4, 6, and 10 m/min) and different angles of floating plug (11.3°, 13° and 14°). Wisura DSO7010 (Fuchs Oil) lubricant was used in the experiments. Mean roughness Ra and ten point height of irregularities Rz were adopted as surface quality indicators. Roughness parameters were measured independently on the inner and outer surfaces of thin-walled tubes. Analysis of variance was used to analyse the relationship between process parameters (drawing speed and angle of floating plug) and surface roughness of tubes. A decrease in the values of both analyzed roughness parameters was observed as a result of the drawing process. The FPD process significantly improves the inner surface quality of AISI 321 thin-walled stainless steel tubes. The mean roughness value tends to increase with increasing drawing speed, while the angle of the floating-plug has no significant effect on the mean roughness Ra.

PL

W artykule przedstawiono wyniki analizy zmian topografii powierzchni rur cienkościennych ze stali nierdzewnej AISI 321 po procesie ciągnienia na korku swobodnym. Badania eksperymentalne przeprowadzono w jednym przejściu, ze zmienną prędkością ciągnienia (1, 2, 3, 4, 6, and 10 m/min) oraz różnymi kątami β korka swobodnego (11.3°, 13° and 14°). W badaniach eksperymentalnych wykorzystano smar Wisura DSO7010 (Fuchs Oil). Jako wskaźniki jakości powierzchni przyjęto średnie arytmetyczne odchylenie rzędnych profilu Ra oraz wysokość chropowatości według 10 punktów Rz. Parametry chropowatości mierzono niezależnie na wewnętrznej i zewnętrznej powierzchni rur cienkościennych. Do analizy związków pomiędzy parametrami procesu ciągnienia (prędkość ciągnienia i kąt korka swobodnego) wykorzystano analizę wariancji. Zaobserwowano zmniejszenie wartości obydwu analizowanych parametrów chropowatości w wyniku procesu ciągnienia. Proces ciągnienia na korku swobodnym znacznie poprawia jakość wewnętrznej powierzchni cienkościennych rur ze stali nierdzewnej AISI 321. Zaobserwowano tendencję do zwiększania się parametru Ra wraz ze wzrostem prędkości ciągnienia, podczas gdy kąt β korka swobodnego nie miał znaczącego wpływu na średnią chropowatość Ra.

3

Influence of input parameters on the coefficient of friction during incremental sheet forming of grade 5 titanium alloy

Szpunar Marcin, Szawara Paulina, Myśliwiec Piotr, Ostrowski Robert

Advances in Mechanical and Materials Engineering

|

2023

|

Vol. 40, nr 1

113-123

EN

This research paper focuses on investigating the influence of input parameters on the coefficient of friction (COF) during incremental sheet forming (ISF) of grade 5 titanium sheets. Titanium alloys are widely used in various industries due to their corrosion resistance and strength to weight ratio. ISF is a flexible and cost effective process for producing complex shapes. The aim of this study was to gain insight into the frictional conditions during ISF that affect formability, surface quality, and overall process performance. The experiments were carried out using a combination of MoS2 lubrication and friction stir rotation-assisted heating. COF was measured using a high precision piezoelectric dynamometer, taking into account axial and horizontal forces. A split-plot design was used and 25 runs were performed to obtain the COF for each run. The results of the study provide valuable information on the relationship between input parameters and COF, contributing to the understanding of the frictional conditions in the ISF.

PL

Niniejszy artykuł badawczy koncentruje się na badaniu wpływu parametrów wejściowych na współczynnik tarcia podczas przyrostowego formowania blach tytanowych grade 5. Stopy tytanu są szeroko stosowane w różnych gałęziach przemysłu ze względu na ich odporność na korozję i korzystny stosunek wytrzymałości do masy. Kształtowanie przyrostowe to elastyczny i opłacalny proces produkcji elementów o złożonych kształtach. Celem tego badania była analiza warunków tarcia podczas kształtowania przyrostowego, które wpływają na formowalność blachy, jakość powierzchni i ogólną wydajność procesu. Eksperymenty przeprowadzono przy użyciu kombinacji smarowania MoS2 i ogrzewania materiału blachy wspomaganego obrotami narzędzia. Wartość współczynnika tarcia wyznaczono na podstawie składowych siły kształtowania (siły osiowej i sił poziomych), które mierzono za pomocą precyzyjnego dynamometru piezoelektrycznego. Zastosowano plan split-plot i wykonano 25 prób w celu uzyskania wartości współczynnika dla każdej z nich. Wyniki badania dostarczają cennych informacji na temat związku między parametrami wejściowymi a współczynnikiem tarcia, przyczyniając się do zrozumienia warunków tarcia występujących podczas kształtowania przyrostowego.

4

Analysis of the lubrication performance of low-carbon steel sheets in the presence of pressurised lubricant

Trzepieciński Tomasz, Luiz Valmir Dias, Szwajka Krzysztof, Szewczyk Marek, Szpunar Marcin

Advances in Materials Science

|

2023

|

Vol. 23, nr 2(76)

64--76

EN

In sheet metal forming processes, friction increases the force parameters of the forming process and produces a deterioration in the quality of the surface of the components. The basic way to reduce the unfavourable impact of friction is to lubricate the sheet metal surface with commercial oils. This article presents the results of experimental studies and analysis of variance (ANOVA) of the friction of DC01 low-carbon steel sheets using a strip drawing test. For these tests, a special device was built containing countersamples with a flat surface made of 145Cr6 steel covered with a protective AlTiN coating. Lubricants of different viscosities were fed into the contact zone under forced pressure. The effect of contact pressure on the value of the coefficient of friction was also determined. The predicted R² of 0.9227 was in reasonable agreement with the adjusted R² of 0.9411 confirming that the ANOVA model was reliable. It was found that increasing the lubricant pressure had a beneficial effect in reducing the value of the coefficient of friction. The higher the contact pressure, the more effectively the pressurised oil reduced the value of the coefficient of friction.

5

Shape accuracy in single point incremental forming of conical frustums from titanium CP2 sheets

Szpunar Marcin, Balcerzak Maciej, Żaba Krzysztof

Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Mechanika

|

2022

|

z. 94

63--75

EN

This paper presents frustum cone drawpiece analysis made of titanium CP2 sheet by a single incremental sheet forming. Central composite design has been adopted to carry out an experiment containing 20 runs, then multi-criteria parameter optimization has been done. Optimal parameters have been validated and responses deviations do not exceed 4% compared to created models. For the drawpiece formed with optimal parameters, AGRUS optical measurement and X-ray tomography has been applied to check the obtained of the part wall thickness and general deviations compared to the CAD model. The wall angle discrepancy of the cone generatrix has also been analyzed. No gaps or ruptures have been confirmed by X-ray. The blank rolling direction has a significant effect on the drawpiece deviations. The measurement results showed deviations of the drawpiece wall angle +0.27°/- 0.06°, sheet thickness on the cone +0.012/-0.04 mm and +0.151/-0.096 mm from the reference CAD geometry.

PL

W pracy przedstawiono analizę wytłoczek w kształcie stożka ściętego wykonanego z blachy tytanowej CP2 metodą jednopunktowego przyrostowego kształtowania. Do przeprowadzenia eksperymentu obejmującego 20 przebiegów przyjęto centralny plan kompozycyjny, następnie dokonano wielokryterialnej optymalizacji parametrów. Dokonano walidacji optymalnych parametrów, a uzyskane wyniki nie przekraczają 4% w odniesieniu do stworzonych modeli. Dla wytłoczki uformowanej z optymalnymi parametrami zastosowano pomiar optyczny AGRUS oraz tomografię rentgenowską w celu sprawdzenia uzyskanej grubości ścianki wytłoczki i odchyłek w porównaniu z modelem CAD. Przeanalizowano również rozbieżność kątów ścian tworzących stożka. Za pomocą skanu rentgenowskiego potwierdzono brak szczelin i pęknięć wytłoczki. Kierunek walcowania półfabrykatu ma istotny wpływ na odchyłki. Wyniki pomiarów wykazały odchylenia kąta ścianki wytłoczki +0,27/-0,06°, grubości ścianki na stożku +0.012/-0.04 mm oraz +0.151/-0.096 mm od geometrii referencyjnej CAD.

6

Research on Forming Parameters Optimization of Incremental Sheet Forming Process for Commercially Pure Titanium Grade 2 Sheets

Szpunar Marcin, Trzepieciński Tomasz, Ostrowski Robert, Zwolak Marek

Archives of Metallurgy and Materials

|

2022

|

Vol. 67, iss. 4

1411--1418

EN

This study aims to determine optimal forming parameters for Incremental Sheet Forming process Commercially Pure titanium Grade 2 sheets in terms of formability improvement, force reduction, and efficiency of forming. Based on the central composite design, data were collected during 20 runs and then variation analysis was performed. The experiments were performed on a 3 axis CNC milling machine equipped with a Kistler dynamometer plate. Subsequently, regression models have been developed to describe process responses by input factors. As crucial parameters, the relative velocity and step size of the tool that affect the forming force and the height of the fracture have been determined. Finally, the application of optimization algorithm has emerged optimal input factors in terms of selected multi-criteria goal. The results of this study suggest that there is a process window that allows the formation of 45° wall angle drawpieces of commercially pure titanium Grade 2.

7

Multivariate modelling of effectiveness of lubrication of Ti-6Al-4V titanium alloy sheet using vegetable oil-based lubricants

Trzepieciński Tomasz, Szpunar Marcin

Advances in Materials Science

|

2021

|

Vol. 21, nr 2(68)

26--39

EN

The article presents the results of modelling the friction phenomenon using artificial neural networks and analysis of variance. The test material was composed of strip specimens made of 0.5-mm-thick alpha-beta Grade 5 (Ti-6Al-4V) titanium alloy sheet. A special tribotester was used in the tests to simulate the friction conditions between the punch and the sheet metal in the sheet metal forming process. A test called the strip drawing test has been conducted in conditions in which the sheet surface is lubricated with six environmentally friendly oils (palm, coconut, olive, sunflower, soybean and linseed). Based on the results of the strip drawing test, a regression model and an artificial neural network model were built to determine the complex interactions between the process parameters and the friction coefficient. A multilayer perceptron with one hidden layer and eight neurons in this layer showed the best fit to the training data. The network training was conducted using three algorithms, i.e. Levenberg-Marquardt, back propagation and quasi-Newton. Taking into consideration both the coefficient of determination R2 (0.962) and S.D. ratio (0.272), the best regression characteristics were presented by the network trained using the Levenberg-Marquardt algorithm. From the response surfaces of the quadratic regression model it was found that an increase in the density of lubricant at a specific pressure causes a reduction in the coefficient of friction. Low density and high kinematic viscosity of the oil leads to a high coefficient of friction.